Question

在水平面上建立x軸，在過(guò)原點(diǎn)O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E=6.0×10⁵N/C，方向與x軸方向相同．在O處放一帶電荷量q=-5.0×10^-8C，質(zhì)量m=1.0×10^-2kg的絕緣物塊，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)?=0.20，沿x軸正方向給物塊一個(gè)V₀=2.0m/s的初速度，如圖所示，求物塊最終停止的位置．（g取10m/s²）

Answer 1

對(duì)物塊由初速度v₀=2.0m/s到第一次停止過(guò)程由動(dòng)能定理列方程：
-（qE+μmg）x=0-

1

2

mv₀²
代入數(shù)據(jù)解得：x=

1 2 m v 20

qE+μmg

=

1 2 ×1.0×10-2×22

5×10-8×6.0×105+0.20×1.0×10-2×10

=0.4m
由于qE＞μmg，所以物體將先向左做加速運(yùn)動(dòng)，過(guò)邊界后做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)過(guò)邊界后最終停在O點(diǎn)左方X₁的位置，對(duì)物塊從第一次停止到停在O點(diǎn)左方x₁的位置過(guò)程由動(dòng)能定理得：
qEx-μmg（x+x₁）=0
解得：x₁=

qEx

μmg

-x=

5×10-8×6.0×105×0.4

0.2×1.0×10-2×10

-0.4=0.2m
答：物塊最終停止時(shí)的位置物塊最終停止時(shí)的位置O點(diǎn)左方0.2m．